MOSFET: Määritelmä, työperiaate ja valinta
2024-04-28 29375

MOSFET- tai metallioksidi-puolijohde-kenttätransistori toimii tärkeänä tehonsiirtolaitteena tehoelektroniikassa.Se erottuu bipolaarisesta risteystransistorista (BJT), toisesta yleisestä laitteesta, etenkin suuritehoisten kuormitusten käsittelyssä.Ymmärtääksesi kuinka MOSFETS parantaa suorituskykyä, on hyödyllistä ymmärtää ensin BJT: n toiminnalliset perusteet.BJT hallitsee pienen määrän varauskuljettajien virtausta joko elektronien tai reikien hallitsemiseksi suuremman virran virtauksen hallitsemiseksi sen keräilijän ja emitterin yli.Vaikka BJT: t ovat tehokkaita erilaisissa olosuhteissa, ne eivät ole suuritehoisia skenaarioita tehokkuushäviöiden ja lämmön herkkyyden vuoksi.MOSFETS sitä vastoin käyttävät kenttävaikutusta virranohjaukseen, mikä vähentää merkittävästi tehohäviöitä.MOSFET: ien sekä staattisten että dynaamisten ominaisuuksien syvempi ymmärtäminen sekä ne, miten ne reagoivat erilaisiin jännitteisiin ja nykyisiin olosuhteisiin, auttaa suunnittelemaan vakaita ja luotettavia piirejä.

MOSFET- tai metallioksidi -puolijohde -kenttätransistori parantaa merkittävästi peruskenttätransistorien (FET) suorituskykyä käsittelemällä esimerkiksi suurta viemärienkestävyyttä, kohtalaista syöttöimpedanssia ja hitaampia toimintoja.Perinteisten FET -arvojen kehitetyn version kehitetty MOSFET: t tunnetaan myös eristyneinä porttikenttätransistoreina (IGFET).

MOSFET: n ytimessä on sen erottuva metallioksidiporttielektrodi, joka erottaa sen tavanomaisista FET: stä.Tämä porttielektrodi on erotettu pääpuolisolun rungosta ohuella eristyskerroksella, joka on valmistettu piisidioksidista tai vastaavasta materiaalista.Tämä eristys on korvaamaton, koska se antaa MOSFET: lle erittäin korkean syöttövastuksen, usein megaohmin alueella (MΩ).Suuri vastus on välttämätön MOSFET: n jännitekontrolloiduille toimille, joissa portin jännitteen säädöt vaikuttavat suoraan viemärin ja lähteen välillä virtaavaan virtaan.MOSFET: n käyttäminen sisältää jännitteen levittämisen porttiin.Kun tämä jännite ylittää tietyn kynnyksen, se luo sähkökentän eristävän kerroksen yli.Tämä kenttä on se, mikä moduloi puolijohteen varauskuljettajia, mikä säätelee virran virtausta viemäristä lähteeseen.Tämän virtauksen tarkka ohjaus antaa MOSFET: lle säätää virtaa tehokkaasti, jopa pienellä teholla, mikä tekee siitä ihanteellisen sovelluksille, jotka vaativat sekä suurta että korkeaa taajuutta.

MOSFET: t tarjoavat useita parannuksia perinteisiin FET -arvoihin, mukaan lukien nopeammat kytkentäajat, vähentyneet vuotovirrat ja kyky toimia korkeammilla taajuuksilla.Nämä parannukset ovat miksi MOSFET: t ovat niin yleisiä nykyaikaisissa elektronisissa laitteissa ja järjestelmissä.Ne ovat erityisen arvokkaita rooleissa, joihin sisältyy tehon monistuminen, signaalinkäsittely ja virranhallinta.Tämä laajalle levinnyt käyttö korostaa Mosfetin roolia kriittisenä komponenttina nykyaikaisen elektroniikan edistämisessä.

MOSFET (metallioksidi puolijohde -kenttävaikutustransistori) on tyypillisesti neljä liittimiä: viemäri (D), lähde (lähde), portti (g) ja runko (b), joka tunnetaan myös nimellä substraatti tai pohjapöytä.Useimmissa sovelluksissa kehon päätelaite on kuitenkin sisäisesti kytketty lähteeseen, mikä tekee MOSFET: stä tehokkaasti kolmen terminaalisen laitteen.Tämä kokoonpano yksinkertaistaa sen käyttöä erilaisissa elektronisissa piireissä.

Mosfets-graafiset symbolit edustavat selvästi kahta tyyppiä: N-kanava ja P-kanava.N-kanavalle MOSFET: lle symboli sisältää sisäänpäin suuntautuvan nuolen portilla, mikä tarkoittaa, että positiivisen jännitteen soveltaminen porttiin suhteessa lähteeseen kytkee laitteen päälle.Sitä vastoin P-kanavan MOSFET-symbolissa on ulkoinen osoittava nuoli, mikä osoittaa, että positiivinen jännite kytkee laitteen päälle, mutta tämä jännite on vastakkaiseen suuntaan verrattuna N-kanavaan.Nämä symbolit ovat tärkeitä viitteitä insinööreille ja teknikkoille MOSFET -tyyppien tunnistamiseksi ja asianmukaisen toteutuksen varmistamiseksi piirimalleissa.

Yksi yleinen MOSFETS-paketti on TO-220.Esimerkiksi IRF9540N MOSFET -sovelluksen avulla tämä paketti muoto sijoittaa tyypillisesti portin napin keskelle, viemäri- ja lähdetapit reunustavat.On kuitenkin välttämätöntä tunnistaa, että PIN -järjestelyt voivat vaihdella valmistajien välillä.Siksi tarkista PIN -kokoonpano aina tietolehdestä ennen MOSFET: n integrointia piiriin.Tämä ei pidä vain IRF9540N: lle, vaan myös muille usein käytetyille mosfeteille, kuten IRFZ44N, BS170, IRF520 ja 2N7000.Erityisen tietotapauksen tai määritelmälomakkeen kuuleminen on kriittistä väärien yhteyksien välttämiseksi, mikä voi johtaa piiriohjaukseen tai optimaaliseen suorituskykyyn.

MOSFET: t tai metallioksidi-puolijohdekenttätransistorit luokitellaan kahteen päätyyppiin sen toiminnan perusteella: parannusmoodi MOSFET (E-MOSFET) ja ehtymismoodin MOSFET (D-MOSFET) (D-MOSFET).Jokainen tyyppi on jaettu edelleen N-kanavaksi ja P-kanavaksi käytetystä puolijohdemateriaalista riippuen, mikä johtaa neljään erilliseen MOSFET-luokkaan:

N-kanavainen ehtyminen MOSFET

P-kanavan ehtyminen MOSFET

N-kanavainen parannus MOSFET

P-kanavan parannus MOSFET

N-kanavalle MOSFETS (NMOS) elektronien virtaus kantaa pääasiassa virtaa, minkä vuoksi niitä kutsutaan "N-kanavaksi".Sitä vastoin P-kanava MOSFET (PMOS) luottaa reikien liikkeeseen nykyiselle virtaukselle, joten nimi "P-kanava".

MOSFETS: n sisäinen rakenne vaihtelee kahden moodin välillä.Kypsymoodissa MOSFETS, portti, tyhjennys ja lähde ovat fyysisesti kytkettynä, jolloin virta voi virtaa jopa ilman porttijännitettä.Tämä tila mahdollistaa laitteen tyypillisesti oletusarvoisesti ja vaatii tietyn porttijännitteen sammuttamiseksi.

Parannusmoodi-MOSFET: t sitä vastoin vaativat portin, tyhjennän ja lähteen olevan fyysisesti erillinen, mikä tarkoittaa, että he tarvitsevat positiivisen porttijännitteen johtamisen aloittamiseksi.Nämä MOSFET -arvot pysyvät pois, kunnes tämä jännitekynnys saavutetaan, minkä vuoksi niitä käytetään yleisesti sovelluksissa, jotka vaativat kytkintä, joka aktivoi vain tietyissä olosuhteissa.Näiden yleisimmin käytetty tyyppi on N-kanavan parannusmoodi MOSFET.Se eroaa P-kanavasta siinä mielessä, että N-kanava MOSFET pysyy niin kauan kuin on käytetty portin jännitettä, kun taas P-kanavatyyppi pysyy pois päältä, kunnes porttijännite on käytetty.

Vaikka parannusmoodin MOSFET (E-MOSFET) on aina oltava positiivinen porttijännite tietyn johtavan kynnyksen yläpuolella, ehtomatka MOSFET (D-MOSFET) voi toimia joko positiivisella tai negatiivisella porttijänniteellä eikä se täysin suljevinossa.D-MOSFET voi toimia sekä parannus- että ehtymismoodissa tarjoamalla joustavuutta, kun taas E-MOSFET on rajoitettu vain parannustilaan.

MOSFET: n sisäinen rakenne (metallioksidi puolijohde-kenttätransistori) edustaa tavanomaisen kenttätransistorin (FET) edistynyttä versiota huolimatta saman kolmen terminaalisen kokoonpanon jakamisesta.Kun tutkit MOSFET: tä, huomaat useita keskeisiä rakenteellisia ominaisuuksia.

MOSFET: n ytimessä porttipääte on kiinnitetty ohueen metallikerrokseen.Tämä metallikerros on ratkaisevan tärkeä, koska se istuu yllä ja on eristetty muusta puolijohdosta ohuella piidioksidikerroksella (SiO2).Tämä eristys on kriittinen, koska se estää kaiken välittömän sähköyhteyden portin ja puolijohteen rungon välillä, jolloin portti voi hallita laitetta minimaalisella virtalähdellä.Tämän porttikerroksen vieressä on kaksi aluetta, jotka on valmistettu N-tyyppisestä puolijohdemateriaalista puolijohdekehossa.Nämä alueet ovat yhdenmukaisia viemäri- ja lähdeliittimien kanssa ja muodostavat niin kutsutun kanavan.Kanavaa käytetään elektronien virtaukseen lähteestä viemäriin, kun MOSFET on toiminnassa.

Substraatti, toisin kuin kanava, on valmistettu P-tyyppisestä materiaalista, joka suorittaa MOSFET: n perusrakenteen.Tämä N-tyyppisten ja P-tyyppisten materiaalien yhdistelmä ei ole vain MOSFET: n toiminnan kannalta olennaista, vaan myös antaa laitteelle mahdollisuuden käsitellä joko positiivisia tai negatiivisia esijännitejä, mikä parantaa sen monipuolisuutta eri sovelluksissa.Käytännössä, kun portille ei sovelleta jännitettä, MOSFET pysyy johtamattomana.Tämä ominaisuus on erityisen edullinen sovelluksille, jotka vaativat tarkkaa ohjausta virran virtausta, kuten elektronisissa kytkimissä ja logiikkaporteissa.MOSFET: n kyky pysyä inertissä aktivoitumiseen asti tekee siitä olennaisen komponentin digitaalisessa ja analogisessa piirisuunnittelussa, jossa tilan äkilliset muutokset voivat laukaista tai pysäyttää erilaisia toimintoja tehokkaasti.

MOSFET (metallioksidi puolijohde -kenttävaikutustransistori) toimii pääasiassa kytkimenä, hallitsee jännitettä ja virtaa lähteen ja tyhjennysliittimien välillä.Siinä käytetään MOS -kondensaattorin ominaisuuksia, jotka sijaitsevat oksidikerroksen alla, joka yhdistää nämä kaksi napaa.MOSFET: n sisällä MOS -kondensaattori on avain.Kun portille ei levitetä jännitettä, transistori pysyy pois päältä, estäen sähkön virtauksen.Tämä tekee MOSFET: stä tehokkaan komponentin sovelluksille, kuten kytkimille ja logiikkaporteille, joissa on-demandin aktivointi on tärkeää.

Edellytystila: Alun perin MOSFET johtaa luonnollisesti (avoin).Positiivisen jännitteen soveltaminen porttiin parantaa tätä johtavuutta laajentamalla N-tyypin puolijohdealueiden muodostamaa kanavaa P-tyypin substraatissa.Tämä laajempi kanava antaa enemmän elektroneja virtauksen, mikä lisää virtaa (tyhjennysvirta, ID).Päinvastoin, negatiivinen porttijännite kaventaa kanavaa vähentäen virtausta ja mahdollisesti pysäyttäen sen johtaen MOSFET: n johtamattomaan (raja-arvoon) tilaan.

Parannustila: Tässä MOSFET alkaa johtamatta.Soveltamalla positiivista portti-lähdejännitettä (VGS), joka ylittää kynnysjännitteen (VTH), aktivoi laitteen.Tämä jännite indusoi riittävän määrän varauskantajia (elektroneja) johtavan kanavan muodostamiseksi.Mitä suuremmat VG: t, sitä enemmän kantajia kerääntyy parantaen kanavan johtavuutta ja siten nykyistä virtausta.

Kun integroidaan MOSFET piiriin, sen on harkittava sen tilaa - haluttoa tai parannusta - ja levitettävä jännitteitä vastaavasti.Esimerkiksi positiivisen jännitteen yhdistäminen parannusmoodin N-kanavan MOSFET: n porttiin johtaa elektronien kertymiseen ja aloittaa johtavuuden.Piireissä on huomattava jännitekauppa, liian korkea voi ylittää MOSFET: n, ja liian matala ei ehkä kytke sitä ollenkaan päälle.Virtavirtauksen muutosten tarkkailu GATE-jännitteen suhteen antaa suoraa palautetta MOSFET: n toimintatilasta ja auttaa hienosäätöön halutun sähkösuorituskyvyn järjestelmän hienosäätöön.

OHMIC -alue: Mosfet käyttäytyy melkein kuin vastus.Tässä laite antaa virran kasvaa lisääntyessä jännitettä, mutta pysyy riippuen siitä, että porttijännite on riittävän positiivinen.

Kyllyysalue: Kun tyhjennyslähteen jännite (VDS) saavuttaa tason, joka aktivoi kanavan kokonaan, MOSFET siirtyy kylläisyyteen.Tässä tilassa tyhjennysvirta vakiintuu eikä kasvaa VDS: n lisäämisen myötä, mikä merkitsee maksimaalisen johtavuuden virran portin jännitteen alla.

Raja-alue: Jos porttijännite putoaa kynnyksen alapuolelle tai VDS ylittää toimintarajat, MOSFET lopettaa johtamisen, sammuttaen virran virtauksen tehokkaasti.Laitteen vastus muuttuu erittäin korkeaksi, melkein äärettömäksi.

MOSFET: itä käytetään yleisesti kytkiminä elektronisissa piirissä sähkökuormien, kuten valojen ja moottorien, ohjaamiseksi.Tämä toiminto suoritetaan manipuloimalla porttijännite (VGS), joka vaikuttaa suoraan virran läpi kuorman läpi.

Peruskytkentäpiirissä positiivinen porttijännite kääntää MOSFET: n päälle, jolloin virta pääsee ja kytketty kuorma (kuten valo tai moottori) käyttää.Sitä vastoin, kun portin jännite on nolla tai negatiivinen, MOSFET sammuu, pysäyttäen virran virtauksen ja deaktivoi kuorman.Varmistaakseen, että MOSFET pysyy pois päältä, kun sitä ei ole aktiivisesti kytketty, on yleistä integroida vetävä vastus (R1) portin ja maan väliin.Tämä vastus auttaa tyhjentämään kaikki jäännösvaraukset portilla, asettamalla MOSFET tiukasti sen ulkopuolelle, kun syöttöjännitettä ei ole.R1: n vastusarvo vaihtelee tyypillisesti useista kilo-OHM: stä kymmeniin kilo-OHM: iin piirin erityistarpeista riippuen.

Käytetään enemmän vivahteikkaampaa ohjausta, kuten moottorin nopeuden tai himmennysvalojen säätäminen, käytetään pulssin leveyden modulaatiosignaaleja (PWM).Nämä signaalit kytkevät MOSFET: n nopeasti päälle ja pois päältä ohjaamaan kuormaan toimitettua tehokasta tehoa.Nopea kytkentä voi kuitenkin kiihdyttää portin kapasitanssia, mikä mahdollisesti johtaa ei -toivottuihin käänteisiin virtauksiin.Tämän torjumiseksi portin ja lähteen väliin sijoitetaan virran rajoittava kondensaattori (C1).Tämä kondensaattori auttaa lieventämään näiden käänteisvirtojen vaikutuksia ja yleensä valitaan muutama sata picofaradia muutamaan nanofaradiin.Skenaarioissa, joissa kuorma on induktiivinen (kuten moottorit tai induktorit), tarvitaan erityisiä näkökohtia, koska induktiivisten ominaisuuksien tuottamat käänteiset virrat ovat.Nämä virrat tapahtuvat, kun kuormaa ohjaava jännite katkaisee yhtäkkiä, mikä aiheuttaa takaosan elektromotiivivoiman.MOSFET: n suojaamiseksi näiden käänteisjännitteiden mahdollisilta vaurioilta, suojaavia elementtejä, kuten käänteisen jännitteen tukahduttamisen diodit (vapaasti pyörivät diodit) tai lisäkondensaattorit, lisätään piiriin.

Suunnitellessasi ja toteuttamalla näitä piirejä käytännöllisiin vaiheisiin sisältyy vastusten ja kondensaattorien sopivien arvojen valitseminen kuormitusominaisuuksien ja halutun ohjausdynamiikan perusteella.Insinöörien on tasapainotettava reagoiva huolellisesti vakautta ja suojaa luotettavan ja tehokkaan toiminnan varmistamiseksi.

MOSFET -pakkauksilla on merkitys laitteen tehonkäsittelyyn, lämmönhallintaan ja fyysisiin kiinnitysominaisuuksiin.

Nämä paketit on suunniteltu korkean tiheyden painettuun piirilevyyn (PCB) -asetteluihin, ja ne tunnetaan tehokkaasta lämmönhallinnastaan.Yleisiä tyyppejä ovat TO-263, TO-252, MO-187, SO-8, SOT-223, SOT-23 ja TSOP-6.Ne valitaan tyypillisesti sovelluksiin, joissa tilaa on premium- ja sähkövaatimukset, kuten mobiililaitteissa, viestintälaitteissa ja kulutuselektroniikassa.Pinta -asennustekniikka mahdollistaa helpomman ja nopeamman kokoonpanon PCB: llä, mikä parantaa tuotannon tehokkuutta.

Tämä pakkaustyyppi on edullinen sovelluksille, jotka vaativat korkeampaa tehon ja nykyisten käsittelyominaisuuksia sekä vankkaa mekaanista tukea ja parannetun lämmön hajoamisen.Tavalliset reikäpaketit, kuten TO-262, TO-251, TO-274, TO-220 ja TO-247, löytyvät usein teollisuuslaitteista, sähköjärjestelmistä ja autoelektroniikasta.Reiän reikäpakettien johdot asetetaan porattuihin reikiin piirilevylle ja sitten juotetaan, mikä tarjoaa vahvan mekaanisen sidoksen ja paremman lämpöliitäntää lämmön poistumiseen, mikä on ihanteellinen suuritehoisiin sovelluksiin.

PQFN-paketit tarjoavat pienikokoisen jalanjäljen ja ovat kustannustehokkaita, mikä tekee niistä ihanteellisia tilanteisiin, joissa tilaa piirilevyllä on rajoitettu, mutta suuri tehotiheys on välttämätön.Koot vaihtelevat, yleiset vaihtoehdot, mukaan lukien PQFN 2x2, PQFN 3X3, PQFN 3,3x3,3, PQFN 5x4 ja PQFN 5x6.Sovellukset sisältävät tyypillisesti kannettavat laitteet, langattomat viestintäjärjestelmät, teollisuusohjaimet, LED -valaisimet ja niin edelleen.

Matalasta vastus ja alhainen induktanssi tunnetaan, DirectFet-paketit ovat erinomaisia suuritehoisiin ja suurten taajuuksien sovelluksiin.Variantteja, kuten DirectFet M4, DirectFet MA, DirectFet MD, DirectFet ME, DirectFet S1 ja DirectFet SH, käytetään usein tehonmuuntimissa, moottori-asemissa ja muissa korkean suorituskyvyn järjestelmissä, joissa kytkentähäviöiden minimointi ja tehokkuuden maksimointi on tärkeää.DirectFet -suunnittelu integroituu hyvin jäähdytyselementteihin, mikä auttaa edelleen lämmönhallintaa.

Sopivan MOSFET -pakkauksen valitseminen sisältää operatiivisen ympäristön, vaaditun voiman ja lämmönhallinnan, fyysisen tilan rajoitusten ja erityisten sovellustarpeiden huomioon ottamisen.Esimerkiksi kulutuselektroniikassa, jossa kompakti koko ja pieni teho ovat prioriteetteja, pieni pintaasennuspaketti voi olla ihanteellinen.Sitä vastoin teollisuus- tai autoasetukset, jotka käsittelevät suurempaa tehoa ja vaativat vankempia järjestelmiä, saattavat hyötyä enemmän reikä- tai directFet-paketeista.Jokainen pakkaustyyppi tarjoaa ainutlaatuisia etuja, ja se tulisi sovittaa huolellisesti sovelluksen vaatimuksiin optimaalisen suorituskyvyn ja kestävyyden varmistamiseksi.

Oikean MOSFET: n valitseminen sovelluksellesi sisältää muutamia tärkeitä vaiheita, jotka vaikuttavat laitteen suorituskykyyn ja soveltuvuuteen suunnitteluun.Näin voit lähestyä tätä valintaprosessia.

Aloita määrittämällä, sopiiko N-kanava tai P-kanava MOSFET parhaiten suunnitteluun.Jos olet asettanut matalan puolen kytkimen, joka yhdistää MOSFET: n maahan ja kuormituksen verkkojännitteeseen, N-kanava MOSFET on tyypillisesti edullinen, koska se vaatii pienemmän jännitteen aktivoinnin.Päinvastoin, korkean puolen kytkimen asennuksessa, jossa MOSFET yhdistyy sähköväylään ja kuormaan maahan, P-kanava MOSFET valitaan usein samanlaisia jännitteen näkökohtia varten.Tärkeintä on ymmärtää MOSFET: n kytkemiseen tarvittava jännite päälle ja pois ja miten se integroituu suunnitteluun.Seuraava vaihe sisältää enimmäisjännitteen tarkistamisen, jonka MOSFET pystyy käsittelemään (VDS).Tämän jännitteen tulisi olla suurempi kuin järjestelmän maksimiarvo turvallisuuden varmistamiseksi odottamattomien piikkien suhteen.Suunnittelijoiden on harkittava tätä luokitusta eri lämpötiloissa, koska MOSFET -suorituskyky voi vaihdella lämpötilan muutosten mukaan.

Seuraava vaihe on valita MOSFET, joka pystyy käsittelemään enimmäisvirtaa, jota sovelluksesi vaatii.Tähän sisältyy paitsi tavallisen virran virtauksen lisäksi myös potentiaalisten piikkien virran.Tämä voi olla jatkuvassa toiminnassa tai pulssina.Varmistaminen, että MOSFET pystyy hallitsemaan näitä vaatimuksia, käsittää sen nykyisen luokituksen ja johtamishäviöiden tarkistamisen, jotka tapahtuvat, koska MOSFET toimii jonkin verran kuin vastus päällä.

Aloita käyttämällä pahinta tapausta turvallisen marginaalin luomiseen.MOSFET -tietolehden avainkuviot, kuten lämpövastus ja maksimaalinen liitoksen lämpötila, auttavat näissä laskelmissa.Lasket maksimaalisen tehon hajoamisen, joka määritetään liitoskämpötilan yhtälöllä: ympäristön enimmäislämpötila plus lämpövastuksen ja tehon hajoamisen tuote.Tämä laskelma ohjaa järjestelmän suunnittelua ylikuumenemisen välttämiseksi, mikä voi johtaa laitteen vikaan.

Arvioi lopuksi kytkentäsuorituskyky, johon vaikuttavat tekijät, kuten portti, tyhjennys ja lähteen kapasitanssi.Nämä kondensaattorit aiheuttavat häviöitä joka kerta, kun MOSFET -kytkimet vaikuttavat sekä nopeuteen että tehokkuuteen.MOSFET -tekniikan kehitys, kuten SuperFET, pyrkii optimoimaan nämä tekijät vähentämällä RDS (ON) ja GATE -varauksia, mikä parantaa sekä johtavuustehokkuutta että kytkentä suorituskykyä.

MOSFET: t erottuvat erittäin tehokkaina voimansiirtolaitteina, jotka tarjoavat merkittäviä etuja perinteisiin BJT: iin nähden, etenkin suuritehoisissa ja korkeataajuisissa sovelluksissa.Niiden toimintamekanismi, joka hyödyntää sähkökenttiä kantolaitteen injektoinnin sijasta virran virtauksen ohjaamiseksi, mahdollistaa nopeamman kytkentänopeuden ja vähentyneen tehonhäviöt.MOSFET: itä on saatavana erityyppisinä, kuten parannustila ja ehtymistila, samoin kuin N-kanava- ja P-kanavavaihtoehdot.Tämä monimuotoisuus tarjoaa suunnittelijoille joustavuuden räätälöidä valintansa tiettyihin sovellustarpeisiin, etenkin skenaarioissa, jotka vaativat vankkaa jännitettä ja virrankäsittelyä sekä tehokkaan lämmönhallinnan ja vaihtamisen suorituskyvyn.

Kun valitset MOSFET: n, on tärkeää ottaa huomioon paitsi perusparametrit, kuten maksimaalinen viemärin lähteen jännite (VDS), tyhjennysvirta (ID) ja vastustuskyky (RDS (ON))), mutta myös arvioida muita kriittisiä tekijöitä.Näitä ovat MOSFET: n pakkaus, lämmön hajoamisominaisuudet ja porttivaraus, jotka kaikki edistävät lopullisen suunnittelun luotettavuutta ja tehokkuutta.Teknologian kehitys parantaa edelleen MOSFET -suorituskykyä.Innovaatiot, kuten SuperFET, optimoivat sisäiset rakenteet ja valmistusprosessit, parantavat laitteen suorituskykyä, pienentämällä kokoa ja minimoivat kytkentähäviöt.Nämä parannukset antavat MOSFET: ien toimia korkeammilla taajuuksilla ja vaativammissa ympäristöissä laajentaen niiden sovellusvalikoimaa.

MOSFET: tä käytetään pääasiassa kytkentälaitteena tai vahvistimena erityyppisissä elektronisissa piireissä.Tähän sisältyy virtalähde, tietokoneen emolevyt ja moottorin ohjaimet, jotka hallitsevat tehokkaasti tehon virtausta ja vahvistavat signaaleja.

Yleensä MOSFET: ää pidetään parempana kuin perinteiset FET: t, koska niillä on suurempi tehokkuus, suurempi skaalautuvuus elektronisissa sovelluksissa ja nopeammilla kytkentäaikoilla.MOSFETS tarjoaa myös paremman suorituskyvyn virrankäsittelyn ja tekniikan skaalaamisen suhteen.

MOSFET toimii hyödyntämällä sen GATE -päätteeseen levitetyn jännitteen luomaa sähkökenttää sen lähteen ja tyhjennysliittimien välisen virran virtauksen hallitsemiseksi.Tämä porttijännite muuttaa puolijohdekanavan johtavuutta lähteen ja tyhjennän välillä, mikä mahdollistaa tai estää virran virtauksen.

Korkea syöttöimpedanssi, minimoimalla käyttöpiiristä vedetty virta.

Pieni virrankulutus, erityisen hyödyllinen voimaherkissä sovelluksissa.

Nopea kytkentänopeus, parantaa suorituskykyä korkeataajuisissa sovelluksissa.

Hyvä lämpöstabiilisuus, mikä tekee niistä sopivia erilaisiin käyttöolosuhteisiin.

MOSFETS voi epäonnistua useiden tekijöiden takia:

Ylikuumeneminen johtuu liiallisesta voiman hajoamisesta.

Ylijännite, joka voi ylittää MOSFET: n jänniteluokituksen ja vahingoittaa sitä.

Sähköstaattinen purkaus (ESD) käsittelyn aikana voi tuhota portin oksidin.

Virheellinen käyttöjännite, joko liian korkea tai liian matala, voi johtaa epätäydelliseen kytkemiseen ja sitä seuraavaan ylikuumenemiseen.

Käänteinen napaisuussovellus, etenkin portille, voi myös johtaa vikaantumiseen.